第8章关于板壳单元.pptVIP

应用实例板梁单元的联合应用 在局部坐标系下 在整体坐标系下 三角形平面壳单元的3个结点i，j，m共有15个自由度，位移函数可采用如下形式。 （8-47） （8-48） 三结点三角形平面壳单元的位移函数可以看成是平面应力单元位移函数式(8-47)与板弯曲单元的位移函数式(8-48)的组合。 按照有限单元法求解步骤，不难得出在局部坐标下的单元刚度矩阵 。 经坐标变换后得出整体坐标下的单元刚度矩阵 8.7 ANSYS板壳单元计算示例 第八章 关于板壳单元 开口的圆弧为180°，半径为0.05m，CA长为 0.1m，壳体厚0.001m， =90°，弹性模量E=210GPa，μ =0.3。约束：边CD和边DE全约束。承受载荷：B点作用集中载荷F＝10N，方向水平向右。 8.7.1 问题描述 根据平衡条件建立原始平衡方程 同样，原始平衡方程经过约束出理后即可求解。 8.7.2 ANSYS求解操作过程 （1）选择单元类型 运行PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete，弹出Element Types对话框如图8-6所示，然后单击Add，弹出Library of Element Types窗口，如图8-7所示，选择 Shell Elastic 4node 63，选择完毕单击OK按钮。 图8-5 壳体示意图 图8-6 单元类型对话框 第八章 关于板壳单元 （2）设置材料属性 运行Preprocessor Material PropsMaterial Models，弹出图8-8所示对话框，双击Isotropic，弹出如图8-9所示对话框，在EX选项栏中设置数值2.1e11，在PRXY选项栏中设置数值0.3。设 置完毕单击OK按钮。 图8-7 单元类型库对话框 图8-8 选择材料属性对话框 第八章 关于板壳单元 第八章 关于板壳单元 （3）设置壳厚参数 运行Preprocessor Real ConstantsAdd/Edit/ Delete，弹出如图8-10所示对话框，设置TI(k)选项栏为0.001。设置完毕单击OK 按钮完成设置。 图8-9 设置材料属性对话框 图8-10 设置实常数对话框 （4）建立模型 生成圆环，选择PreprocessorModelingCreateLinesArcsBy CentRadius，弹出如图8-11所示对话框，填写数据0,0,0，单击 Apply按钮，接着对话框提示再选取一点，填入0.05作为半径，单击OK按钮，弹出如图8-12所示对话 框。 图8-11依圆心和半径生成弧线对话框 图8-12圆弧旋转角度设置对话框 第八章 关于板壳单元 在ARC选项栏中填写旋转角度180°，生成圆弧。建立关键点 （0.05,0,-0.1），（-0.05,0,-0.1），（0,0.05,-0.1）。 建立完关键点后沿关键点生成线，将图形连接如图8-13所示图形。运行ModelingOperateBooleansAdd Lines，利用布尔运算将线相加：将CD，DE相加为一条线，另外将圆弧的两段线加为一条线。 生成面：运行 PreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy lines，拾取相交后的线可得到如图8-14所示的图形。 图8-13 壳体线框模型 图8-14 壳体模型 第八章 关于板壳单元 （5）划分网格 设置网格大小：运行MeshingSize Cntrls Manual SizeAreasAll Areas，弹出如图8-15所示对话框，设置Element edge length为0.005。设置完毕点击OK。运行 MeshingMeshAreasFree，拾取壳体。划分网格完 毕，如图8-16所示。 图8-15 设置网格尺寸对话框 图8-16 壳体有限元模型 第八章 关于板壳单元 （6）施加约束 选择菜单SolutionDefine LoadsApply StructureDisplacementOn Lines，拾取线段CD和DE，选择All DOF在这两条线段上施加全约束。 （7）施加载荷 执行命令Sol